密集波分复用链路中确定损耗特征的方法和装置 【发明领域】
本发明涉及密集波长分配多路链路中的损耗特征的确定，以便划分两个路由器之间的波长空间以满足用户定义的约束。
背景技术
因特网的迅速发展，使需求的发送容量更高，使因特网协议(IP)路由器速度更高。进一步说，在密集波长分配多路(DWDM)技术中，使用单光导纤维来同时发送几个通讯信道，每个信道都利用彼此相对接近的各种波长的光来发送数据，这种技术的出现，使光导纤维的发送容量得到较大提高，由此大大地提高了现有光学传输网络的发送容量。
IP路由器也用来调节光导纤维的当前高容量，但是在DWDM纤维的发送容量与电子IP路由器的转换容量之间仍然存在一个明显的间隙。由于DWDM链路地非常高的容量，在光学路由器中直接转换IP数据包的主要缺点是电子设备的处理和控制速度。因此，为了减少电子设备控制光学转换结构的格局的负担，并由此提高路由器的过流能力，转换间隔尺寸必须比单IP数据包的更大。
上述考虑就产生了数据字符组(data burst，DB)的概念，其中被分派给同一光学边缘路由器并属于同一服务类(CoS)的几个IP数据包被组合(assemble)到一个单字符组中。根据报头中包含的与DB相关的被称作字符组报头数据包(BHP)的信息，这些DB作为一个实体通过网络发送。使用现在的技术来处理光学领域中的字符组报头没有用，因此要用电子学方法来实现。IP数据包被组合成DB、将数据与控制分离就形成了光字符组转换的概念。
如图1所示，光字符组转换(0BS)网络10包括核心OBS路由器11和边缘OBS路由器12，它们通过许多光导纤维16(参见附图2)连接起来，这些光导纤维形成DWDM链路13。链路13被定义为两个路由器11、12之间的一组信道，每个信道(也就是说，以比特/秒表示的发送容量的单位)包括一个整体波长，或在时分多路复用(TDM)中为波长的一部分，这些信道传送DB 17。传送DB的信道被称作数据信道，传送BHP的信道和其它控制数据包被称作控制信道。
NxM波长光学核心路由器11的普通结构包括输入光纤延迟线(FDL)、光学转换矩阵、转换控制单元(SCU)和路由选择和信号处理器。固定的输入FDL被用来延迟到达的DB从而允许SCU有足够的时间来处理相关BHP。DB仍然以光学信号的形式保持在核心路由器11中。
在OBS网络中，入口边缘路由器12将具有同一出口边缘OBS路由器地址和服务质量(QoS)需求的几个IP数据包14组合成字符组。核心OBS路由器11将字符组17拆分成IP数据包14，以传送到它们的下一个转发(hop)(也就是说传统IP路由器15)。
然而，在数据通信网络中的数据包传送高度动态化而且非对称化。例如，在相邻路由器11和/或12之间的信道组不需要对称提供。具体地说，在OBS网络中，由于IP通信的非对称属性，给定链路13的两个方向上的通信流量都会不同。OBS网络的控制必须最优化，以便于能改变波长信道的方向性。
利用当前的光学技术，可以将路由器A和B之间DWDM链路13上的波长空间进行划分，分成从A到B的一套波长和从B到A的一套波长中(参见附图2)。
当将路由器A和路由器B之间的波长空间(N波长)划分成各自包含NAB和NBA波长的两套时，
N＝NAB+NBA
链路非对称定义为：
γN＝NAB-NBA/NAB+NBA
可以用一个简单的方法划分，以便于从A至B(或B至A)的波长数量与A至B(或B至A)通信量成比例。
例如，附图2(a)显示了对称DWDM链路13，NAB＝NBA＝4，链路非对称γN＝0。
也可以动态地自适应划分路由器A和B之间的通信，那就是说，当从A到B的通讯量比从B到A的要多时，使从路由器A到路由器B的波长信道更多，反之亦然。
例如附图2(b)显示了非对称DWDM链路13，NAB＝2，NBA＝6，链路非对称γN＝0.5(也就是说，A-B的波长有一半都被反向了)。
然而，划分路由器A和B之间的波长数量，不能确保路由器11、12两个方向上的损耗特征相等，或满足预定的用户约束。计算最优化划分，从路由器A和B之间的通信量的特征开始，决不平常。
【发明内容】
与本发明一致的方法和装置涉及划分两个路由器之间波长空间中的波长数量，以便于路由器两个方向上的损耗特征满足预定用户约束。
在与本发明一致的一个实施例中，在波分复用数据通信网络中获得第一路由器和第二路由器之间的预定损耗的方法包括下面的几个步骤，在第一路由器和第二路由器之间双方通信容量的基础上，为预定的所需损耗非对称确定最优链路非对称；在最优化链路非对称基础上，划分第一路由器和第二路由器之间的波长空间。
第一和第二路由器之间预定损耗可以相等，但是在另一个实施例中，也可以由用户定义。
在一个实施例中，波分复用数据通信网络是密集波分复用(DWDM)光字符组转换网络，包括许多边缘路由器和许多核心路由器，而且，最优化链路非对称适合于在核心路由器之间的连接，也适合于在核心路由器和边缘路由器之间的连接。
在一个实施例中，确定和划分步骤被动态地执行，波长空间被划分成从第一到第二路由器的第一数量的波长，以及从第二路由器到第一路由器的第二数量的波长。确定步骤的基础是预定通信非对称。特别的是，预定所需损耗非对称的基础是确定与第一和第二路由器之间通信量相对应的两个方向上的损耗，以及在损耗基础上计算损耗率。计算出的损耗率等于所需损耗非对称。
在与本发明一致的另一个实施例中，第一和第二路由器彼此独立地确定所述损耗，并且还根据同一算法确定损耗。
在与本发明一致的另一个实施例中，在数据通信网络的密集波分复用(DWDM)链路中，动态地划分波长空间的装置，包括第一路由器、第二路由器以及许多光纤，每个光纤都各自具有许多波长，光纤置于波长空间中，可以使第一数量的波长从第一路由器发送到第二路由器，还可以使第二数量的波长从第二路由器发送到第一路由器，其中，根据第一和第二路由器之间两个方向上的通信量，为所需损耗非对称确定光学链路非对称。
在与本发明一致的另一个实施例中，数据通信网络的密集波分复用(DWDM)链路中，路由器包括根据网络中一个和至少另一个路由器双方通信量为所需损耗非对称确定光学链路非对称的装置，和动态划分网络中一个和至少另一个路由器之间的波长空间，以便波长空间被划分来均衡链路中的损耗的装置。
在与本发明一致的另一个实施例中，在波分复用数据通信网络中，获得第一路由器和第二路由器之间的预定损耗的装置，包括根据第一路由器和第二路由器之间双方通信量为预定的所需求损耗非对称确定最优化链路非对称的装置，以及根据最优化链路划分第一路由器和第二路由器之间的波长空间的装置。
最后，在与本发明一致的另一个实施例中，光字符组转换网络包括第一路由器；第二路由器；许多光纤，各个光纤具有许多波长，这些光纤置于第一路由器和第二路由器之间的波长空间中，可以使第一数量波长从第一路由器发送到第二路由器，可以使第二数量波长从第二路由器发送到第一路由器；其中，在第一路由器和第二路由器之间双方通信容量损耗的基础上，为预定所需损耗非对称确定最优链路非对称，以便划分波长空间，获得两个方向上的预定损耗。
前面已经概括地、很广泛性地描述了本发明的一些特征，以便于可以更好地理解下面的详细描述，和更好地认识本发明对现有技术的贡献。当然，下面还会描述本发明的附加技术特征。它们一起构成了本发明附加的权利要求书保护的主题。
基于此考虑，在详细描述本发明至少一个实施例之前，可以理解的是，本发明不是要把本申请限定到下面说明书阐述或附图所示的结构细节和元件结构中。本发明可以具有其它实施例，可以用各种方法来实现和执行。此外，可以理解的是，在此使用的措词和术语，以及下面包括的摘要，都是为了说明，而不应该认为是限定。
同样地，本领域技术人员可以认识到，本发明公开的构思可以作为设计实现本发明几个目的的其它结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求应当被认为包括这些等同替换的结构，这些等同替换的结构不脱离本发明精神和范围。
附图简述
附图1表示OBS网络，该网络包括被DWDM链路连接的边缘路由器和核心路由器；
附图2(a)表示在两个路由器A和B之间的对称DWDM链路；
附图2(b)表示在两个路由器A和B之间的非对称DWDM链路；
附图3是与本发明一实施例一致的一个图表，显示了怎样为给定通信量非对称和需要的损耗非对称确定最佳链路非对称。
最佳实施例的描述
与本发明一致的方法和装置包括使DWDM链路13上的波长信道的方向性动态地适应于两个方向，也就是从路由器A至路由器B、从路由器B至路由器A的两个方向(参考附图2)，上的实际数据包通信形式，以便于连续地将链路13两个方向上的DB级损耗保持为与用户定义的约束一致。
特别的是，与本发明一致的方法和装置包括确定一个算法，该算法允许从路由器A至路由器B、从路由器B至路由器A传输给定或预定通信容量，表示为γv，该算法还允许在各方向上的给定或预定的各相关损耗需求，表示为损耗需求非对称γp，以确定最佳链路非对称γN的值，对于这个值，在两个方向上的损耗都显示了与γp相等的非对称。作为最佳链路非对称γN确定方法的算法一旦获得了最佳链路非对称γN，就可以在两个路由器之间划分出波长空间，以便于损耗特征满足预定用户限定条件。
在光通信网络中，关于给定通信量VAB、VBA，通信非对称γv，被定义为：
γv＝VAB-VBA/VAB+VBA
在与本发明一致的方法和装置中，通信非对称γv作为一个用户定义的约束被给出或预定，例如，0.7(参考附图3)。
进一步说，所需损耗非对称通过下面的算法确定：
γp＝∑cPcVc，AB/∑cPcVc，BA
其中，从路由器A至路由器B传输的损耗需求不同于从路由器B至路由器A传输的损耗(因为c传输类允许Pc的损耗)，所述所需损耗非对称也是作为用户定义的约束的给定或预定值。例如，附图3所示，所需损耗非对称可以被给成任何值，例如1或100。
通过通信量C的不同类别分派给方向A至B(或B-A)的波长空间部分的容量分配是发送网点或路由器A(或B)的责任。
与本发明一致的算法以如下方式工作：一个或两个端节点或路由器A和B，借助已知方法，为波长空间的各个可能划分(也就是说，为链路非对称γN的各个可能值)，使用M/M/NXY/KX模型来计算与从A到B(和从B到A)的已知通信量VAB(和VBA)相对应的损耗PAB(和PBA)，此中：
NXY＝从x到y(或例如从路由器A到路由器B)的波长信道的数量，以及
KX＝可以在节点x(例如路由器A)中缓冲的字符组数量。
因此，对于路由器A和B来讲，损耗PAB和PBA各自都在已知通信量基础上确定出来，然后由此计算出损耗率PAB/PBA。
例如，如图3所示，显示了损耗PAB和PBA的曲线，其预定或给定通信非对称γv为0.7，通信负载为0.75。
如图3也显示了波长空间中的波长数量(N＝64)，以及光核心路由器A(或B)中光纤延迟线的数量(FDL’s＝4)。
因此，对于给定的计算出的损耗率PAB/PBA，可以发现链路非对称γN的最佳值(与划分NAB和NBA的最佳波长空间对应)。在附图3的实施例中通过从损耗率曲线指向下方的两个箭头显示出，对于预定所需损耗非对称γP是100时，最佳链路非对称γN是0.52，或者对于所需损耗非对称γP是1时，最佳链路非对称γN是0.64。
换句话说，链路非对称γN的最佳值可以通过标识某个点来发现，在该点时，计算出的损耗率PAB/PBA等于预定的所需损耗非对称γP。
因此，与本发明一致的算法确定了一个最佳链路非对称γN，对于此非对称，在路由器A和B之间的链路的两个方向上损耗是相等的(γP＝1)。
然而，在链路的两个方向上损耗不必相等，但也同样可以满足有些用户定义的约束，此时也许从一个路由器到另一个路由器(A到B)的通信比相反方向(B到A)上的更重要。在那种情况下，算法确定在两个方向上损耗之间的比率等于γP(≠1)的链路非对称。
当获得最佳链路非对称γN后，对于该空间中的多个光导纤维，就可以通过路由器作为动态划分装置，将波长空间划分成波长NAB和NBA。因此，在附图3的两个实施例之一中，对于所需损耗非对称γP是100，γN＝0.52，并且NAB+NBA＝64，波长空间要被划分成NAB＝49波长和NBA＝15波长。
最佳链路非对称γN的确定，以及由此根据用户定义的约束来对波长空间进行的划分都可以是动态的，也可以根据与在路由器A和B之间的已知通信量VAB和VBA相对应的损耗PAB和PBA改变。因此，对波长空间进行最佳划分以连续地获得预定(或用户定义的)损耗特征可以在DWDM中动态地实现。
路由器A或路由器B预先就被确定好，以计算两个方向上的损耗P，以获得损耗率PAB/PBA。如果在先没有就哪个节点或路由器(A或B)必须计算路由器(A或B)之间两个方向上的损耗P达成协议，那么各节点或路由器(A或B)将彼此独立地计算来自另一个节点或路由器B(或A)的损耗P，使两个节点(A和B)强制性地适用同一算法。
上述波长空间的动态划分既适用于连接两个光字符组-转换(OBS)核心路由器的DWDM链路，也适用于将OBS边缘路由器连接到OBS核心路由器的DWDM链路。
因此，随着OBS网络中DWDM链路容量的更有效的开发利用，在损耗特性变得无法接受以前，链路可以承载更多通信量，以产生更高的收益。
虽然本发明参考上述实施例进行了特别地说明，但是对于本领域技术人员来讲，很显然可以在形式和细节上做出其它各种改变，但它们都不脱离本发明的精神和范围。